[發明專利]內生真菌菌株RR19及其用途

有效

• 申請號: 201310047563.1
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103114045A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 馮曉曉;蘇珍珠;章初龍;林福呈
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;A01N63/04;A01P21/00;A01P15/00;C12R1/645
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明涉及一種野生稻內生的真菌菌株的突變體RR19，以及其在植物生長調節和/或使植物致病上的用途，屬于微生物及微生物應用領域。??

背景技術

內生真菌（endophytic?fungi）即至少生活史的一部分能侵染定殖在健康植物組織中，宿主無明顯病癥的一類真菌（Petrini，1991；Wilson，1995），與菌根真菌只存在于植物根系不同，內生真菌在植株的地下和地上部分的任何組織器官都能存在（Faeth?&?Fagan,?2002）。內生真菌通常與寄主植物形成互惠共生關系，一方面內生真菌從寄主植物中獲取生長所需的養分，另一方面內生真菌可以促進植物生長，增強寄主植物的抗生物和非生物脅迫的能力。目前研究較多的是根瘤共生體和菌根共生體，內生真菌與植物的共生體是高等植物與微生物共生關系的又一種表現形式。內生真菌與植物的互作研究已日益受到研究者的關注，并成為內生真菌研究領域的國際熱點。

內生真菌—植物共生是雙方相互適應的結果，兩者處在一種動態平衡中。在內生真菌一植物共生互作中，內生真菌和植物的基因表達譜發生明顯的變化，而且其表達譜依賴于所接種的內生真菌種類；基因表達的改變表明內生真菌和植物之間存在著信息的交流（Bailey?et?al.,?2006）。

活性氧（reactive?oxygen?species,?ROS）是植物和微生物互作中一種非常重要的信號傳導機制。NADPH氧化酶（NADPH?oxidase,?Nox）將NADPH的電子轉移到電子受體上，導致活性氧的形成。隨著Nox家族成員的發現，認識到活性氧的產生過程是一個普遍存在的控制各種分化過程的信號途徑，其中包括細胞的繁殖、凋亡、激素反應、程序化死亡、根毛生長、孢子萌發等過程。在系統性種子垂直傳播的麥角菌類內生真菌羊茅香柱菌（Epichlo??festucae）和多年生黑麥草（Lolium?perenne）的共生關系中，內生真菌菌絲呈高度局限性生長模式，定殖在寄主植物地上部分的細胞間隙中，沿平行于葉軸的方向生長，幾乎不分枝。羊茅香柱菌NoxA突變體與寄主植物形成敵對互作關系，突變體在植物體內生物量顯著增加，菌絲形態發生變化，并呈輻射狀生長；接種突變體的植株喪失頂端優勢、生長嚴重鈍化、早熟衰老，最后死亡。另一個Nox基因—NoxB對羊茅香柱菌的定殖和共生關系的建立沒有影響。當Nox復合體（包括NoxA、NoxR和RacA）產生的活性氧紊亂時，共生互作關系瓦解，植物與內生真菌的關系將會由互惠共生變為敵對。因此，內生真菌NoxA產生的活性氧對其在植物體內的生長與生物量的變化具有調節作用，并對共生關系的維持起到至關重要的作用。（Tanaka?et?al.,?2006;?Eaton?et?al.,?2011）。

另外，許多微生物能利用非核糖體肽合成酶（Nonribosomal?peptide?synthetase，?NRPS）合成結構復雜、種類繁多的生物活性肽，被用作抗生素、免疫抑制劑、抗癌和抗病毒因子、鐵載體及生物表面活性劑等。在黑麥草內生真菌中克隆到一個編碼NRPS的基因sidN，該基因參與合成鐵載體；sidN的突變體導致不能正常合成鐵載體，內生真菌分泌鐵載體能力的缺失改變了共生體鐵離子的動態平衡，導致細胞間隙游離鐵離子增加，通過芬頓反應（Fenton?reaction）引起活性氧水平的增加，最終共生關系由互惠性向拮抗性轉化，導致植物的病變壞死（Eaton?et?al.,?2011）。

另一個重要的信號轉導途徑是由環境脅迫引起的促分裂素原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated?Protein?Kinases,?MAP激酶，MAPK）途徑。MAPK途徑對許多致病真菌的毒力具有重要的作用。羊茅香柱菌sakA基因編碼MAPK，并在植物-內生真菌共生關系中展現出必不可少的作用。sakA基因的缺失決定真菌與寄主植物之間的互作關系由共生變為致病。將sakA缺失突變體接種到植物上，植物表現出頂端優勢的喪失、早熟衰老以及植株發展過程中的巨大變化，包括分蘗基部類似鱗莖結構的形成與花青素的喪失（Eaton?et?al.,?2008）。